알루미늄 PCB: 자동차 전자 장치의 열 및 신뢰성 요구 사항에 이상적인 선택

빠르게 발전하고 있는 자동차 산업에서는 50개 이상의 전자 제어 단위 (ECU) 와 고전압 EV 시스템으로고급 운전자 보조 시스템 (ADAS), 탄탄한 전자 장치에 대한 수요는 그 어느 때보다 높습니다. 이 수요를 충족시키는 기술 중 알루미늄 인쇄 회로 보드 (PCB) 는 중요한 솔루션으로 돋보입니다.이 특수 PCB 는 열 을 조절 하고 혹독 한 환경 에 견딜 수 있는 탁월 한 기술 이다, 신뢰성이 원활한 운전과 비싼 고장 사이의 차이를 의미 할 수있는 자동차 응용 프로그램에 필수적입니다.

주요 내용
a. 알루미늄 PCB는 전통적인 FR-4 PCB보다 3~5배 더 빨리 열을 분산하며, LED 헤드라이트와 모터 컨트롤러와 같은 중요한 구성 요소를 안전한 온도 범위 내에서 유지합니다.
b.그들의 딱딱하지만 가벼운 구조는 진동, 부식 및 극심한 온도 변동 (-40°C ~ 150°C) 에 저항하며 자동차 환경에서 표준 PCB를 능가합니다.
c. 알루미늄 PCB는 열 스트레스를 줄임으로써 EV 인버터와 배터리 관리 모듈과 같은 고전력 시스템에서 부품 수명을 30~50% 연장합니다.
d.비용 효과적이고 쉽게 통합 할 수 있으며, 성능을 손상시키지 않고 전기화 및 소형화에 대한 자동차 트렌드를 지원합니다.

자동차 전자제품이 왜 더위 온도 관리가 필요한가
현대 차량은 전례 없는 수준의 열을 전자 시스템으로 생성합니다.
a.EV 모터 컨트롤러는 600 볼트 이상에서 작동하며 표준 PCB 기판을 녹이는 데 충분한 열을 생산합니다.
b.ADAS 센서 (래더, LiDAR) 는 정확성을 유지하기 위해 안정적인 온도를 필요로 합니다. 5°C의 변동도 물체 탐지 범위를 10% 감소시킬 수 있습니다.
c.알로겐 전구보다 70% 적은 에너지를 소비하는 LED 전구들은 여전히 플라스틱 렌즈와 용접 결합을 붕괴시킬 수있는 집중된 열을 생성합니다.
자동차 기술자 협회 (SAE) 의 연구에 따르면, 열 관련 고장 사고는 자동차 전자 문제 중 28%를 차지합니다.3 ̊0.5 W/m·K, 이 열을 분산시키는 데 어려움을 겪으며, 수명이 짧아지고 신뢰성 문제가 발생합니다.

알루미늄 PCB가 자동차 전자제품의 문제를 해결하는 방법
알루미늄 PCB (Metal-core PCB 또는 MCPCB라고도 불리는) 는 독특한 디자인과 재료 특성을 통해 이러한 과제를 해결합니다.

1. 우수한 열전도성
알루미늄 PCB의 핵심은 내장 된 열 방출기로 작용하는 금속 코어입니다. 이 디자인은 열 전달을 크게 향상시킵니다:

예를 들어, 고성능 알루미늄 PCB를 사용하는 EV 인버터는 85°C의 접합 온도를 유지합니다.FR-4 PCB와 비교하여 110 °C로 비교하여 안전 작동을 위해 125 °C의 문턱 이하로 유지합니다..

2. 열악한 환경에서도 비교할 수 없는 내구성
자동차 전자제품은 진동, 극한 온도, 화학물질 노출 (유, 냉각물, 습도) 등 세 가지 위협에 직면합니다. 알루미늄 PCB는 여기서 번성합니다.
a. 진동 저항: 그들의 금속 코어는 FR-4에 비해 60%로 굽기를 줄여 ADAS 레이더 모듈과 같은 구성 요소의 용접 관절 피로를 방지합니다.시험 결과 알루미늄 PCB는 10 년 동안 20G 진동 (험한 오프로드 운전과 동등) 을 견딜 수 있습니다.1000시간 이상 실패 없이
b.온도 내성이: 알루미늄 기반 및 고온 다이 일렉트릭 층 (일반적으로 에포시 또는 폴리아미드) 은 -40 °C에서 125 °C 사이의 1,000 + 열 주기로도 탈층화에 저항합니다.
c.성화 저항성: 코팅 된 알루미늄 코어는 경화 및 화학적 손상을 견딜 수 있으므로 습기가 위험 인 하부 애플리케이션 및 배터리 팩에 적합합니다.

3가벼운 디자인 효율성
알루미늄은 FR-4보다 강하지만 가볍습니다. 알루미늄 PCB를 사용하는 전형적인 자동차 ECU는 FR-4 보드를 사용하는 것보다 15~20% 가량 작습니다.이 무게 감소는 직접적으로 향상된 범위로 번역됩니다. 각 킬로그램을 절약하면 배터리 수명이 약 0 증가합니다.충전당 0.1마일입니다. 20개의 PCB를 가진 차량의 경우, 이것은 충전당 3~5마일을 더합니다.

알루미늄 PCB의 중요한 자동차 애플리케이션
알루미늄 PCB는 현대 차량의 거의 모든 고압 전자 시스템에 필수 요소입니다.

1전기 전력 시스템
EV는 인버터, 컨버터 및 배터리 관리 시스템 (BMS) 에 알루미늄 PCB에 의존합니다.
a. 인버터는 DC 배터리 전력을 모터용으로 AC로 변환하여 상당한 열을 발생시킵니다. 알루미늄 PCB는 IGBT (열화 된 게이트 양극 트랜지스터) 온도를 100 ° C 이하로 유지하여 열 도출을 방지합니다..- 네
b.BMS 모듈은 셀 전압과 온도를 모니터링합니다. 알루미늄 PCB는 센서의 안정적인 작동 조건을 유지함으로써 정확한 판독을 보장합니다.

2조명 시스템
LED 헤드라이트에서 실내 환경 조명까지 알루미늄 PCB는 필수입니다.
a. 50W+로 작동하는 헤드라이트는 알루미늄 PCB를 사용하여 열을 분산하여 LED 수명을 20,000 시간에서 50,000 시간 이상으로 연장합니다.
b.그들의 평평한 표면은 LED 배열에 균일한 열 분포를 보장하며 불균형한 빛 출력이나 조기 고장을 유발하는 핫스팟을 방지합니다.

3ADAS 및 안전 시스템
레이더, 카메라, 초음파 센서와 같은 ADAS 구성 요소는 정밀성을 요구합니다.
a. 77GHz에서 작동하는 레이더 모듈은 신호의 무결성을 유지하기 위해 안정적인 온도를 필요로 합니다. 알루미늄 PCB는 극한의 열에서도 탐지 정확도를 3% 내로 유지함으로써 열 유동을 줄입니다.
b. 에어백 컨트롤러 및 안티블록 브레이킹 (ABS) 모듈과 같은 안전 시스템은 비상 상황에서 1ms 응답 시간을 보장하기 위해 알루미늄 PCB의 진동 저항에 의존합니다.

FAQ
Q: 알루미늄 PCB는 FR-4보다 비싸나요?
A: 알루미늄 PCB의 초기 비용은 20~30% 더 높지만, 더 긴 수명과 낮은 실패율은 5년 동안 전체 소유 비용을 40% 낮춰줍니다. 특히 EV와 같은 높은 신뢰성 애플리케이션에서요.
Q: 알루미늄 PCB는 저전력 자동차 시스템에서 사용할 수 있습니까?
A: 예, 그러나 그들은 높은 전력 (10W +) 응용 프로그램에서 가장 비용 효율적입니다.하지만 알루미늄은 여전히 가혹한 환경에서 신뢰성 혜택을 제공합니다..
Q: 알루미늄 PCB는 어떻게 전자기 간섭 (EMI) 을 처리합니까?
A: 알루미늄 코어는 자연적인 EMI 방패로 작용하여 FR-4에 비해 소음을 25~30% 감소시킵니다. 이것은 신호의 명확성이 필수적인 ADAS 및 레이더 시스템에 매우 중요합니다.

결론
자동차 기술이 발전함에 따라 더 많은 EV, 자율주행 기능 및 고전력 전자제품으로 알루미늄 PCB는 협상이 불가능한 구성 요소가되었습니다.혹독한 조건에 견딜 수 있습니다.그리고 소형화를 지원하기 때문에 신뢰성, 안전성, 효율성을 최우선으로 생각하는 제조업체들에게 이상적인 선택이 됩니다.알루미늄 PCB에 투자하는 것은 단순한 기술적 결정이 아니라 전략적 결정으로.